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TO focométrie
Bonjour à tous.
Voilà, j'ai un TP de focométrie à préparer pour mercredi, et on ne peut pas dire que l'optique et moi fassions bon ménage.Les question précédées d'une flèches sont celles qu'il faut préparer.Les phrases en italique sont mes réponses.
Voici l'ennoncé:
I. Lentilles convergentes
1. Méthode direct: relation de conjugaison:
L'objet est gravé dans une plaque métallique. Il est fixe, placé juste après le condenseur. On va pour cette partie travailler uniquement avec les lentilles convergentes L1 et L2 (mais chacune leur tour, pas les deux ensembles !). La lentille est placée entre l'objet et l'écran selon les indications ci-dessous. La position de l'écran sera à ajuster pour obtenir une image nette. Remplissez le tableau suivant pour chacune des deux lentilles L1 et L2 en prenant 6 valeurs de OA différentes.
| OA | OA' | grandissement | image rétrécie/agrandie | 1/ OA | 1/OA' |
Tracer la courbe 1/OA'=f(1/OA).
Quelle est la forme de la courbe obtenue? La courbe est une droite d'équation Y=ax+b, donc 1/OA'=1/OA + b
Que peut on déduire de cette courbe? Donner le résultat pour chacune des 2 lentilles. On peut en déduire la vergence 1/f'. En effet, d'après la relation de conjugaison, 1/OA'-1/OA= 1/f'. D'après l'équation de la droite, 1/OA'-1/OA= b. Donc b=1/f'.Ainsi, on peut calculer la disatance focale en faisant 1/(1/f').
Pourquoi n'a-t-on pas tracé OA'=g(OA)? Là, je ne sait pas du tout, peut etre que la cette courbe ne nous permet pas d'étudier les distances focales (je ne sait pas à quoi cette courbe ressemblerais)
2. Méthode de Bessel.
L'objet et l'écran sont placés à une distance D l'un de l'autre (D doit être suffisamment grand, sinon il n'y a pas possibilité d'obtenir des images nettes sur l'écran). Déterminer la distance focale de L1 et de L2 à l'aide de la méthode de Bessel.
En utilisant les formules données, et notamment f'= (D2-l2)/4D on trouve la distance focale des 2 lentilles.
II. Lentilles divergentes
1. Méthode de l'objet virtuel: (je ne connais pas du tout cette méthode)
Étudier le principe de la manipulation demandée et cherchez par anticipation l'utilisation que vous ferez des distances obtenues.
- Placer la lentille L1 sur le banc, et déplacer l'écran de telle sorte que l'on obtienne une image
nette.
- Noter la position de l'écran.
- Déterminer le grandissement obtenu (en mesurant l'objet et l'image) par L1.
- Ne plus toucher à la lentille L1.
- Placer maintenant entre la lentille L1 et l'écran la lentille divergente inconnue L3 (ne pas chercher à obtenir une image nette sur l'écran). L'image A1B1 formée précédemment par la lentille L1 devient ainsi un objet virtuel pour la lentille L3.
- Noter la distance séparant la lentille L3 de l'écran.
- Déplacer maintenant l'écran pour obtenir une image nette A2B2 et noter la nouvelle distance séparant la lentille L3 de l'écran.
- Déterminer le grandissement obtenu par L3.
- Faire le schéma de l'ensemble.
- Déterminer la distance focale de la lentille divergente L3 en explicitant les calculs.
- Déterminer le grandissement total.
2. Théorème des convergences:
- On utilise le porte-lentille 4, formé des lentilles accolées L1 (convergente) et L3
(divergente). En utilisant la méthode de Bessel, déterminer la distance focale de l'ensemble formé par ces 2 lentilles.
- En utilisant le théorème des convergences, en déduire la distance focale de la lentille L3
- Comparer les résultats obtenus par les 2 méthodes. Discuter.
Voilà. j'aimerai savoir ce que vous pensez de mes réponses et obtenir de l'aide car j'ai du mal avec l'optique. Merci d'avance.
" Étudier le principe de la manipulation demandée et cherchez par anticipation l'utilisation que vous ferez des distances obtenues."
Je ne sais pas trop quoi dire pour cette question, je ne connais pas la méthode de l'objet virtuel, mais je suppose qu'elle consiste à déterminer les distances focales de lentilles divergentes, en superposant une lentille convergente dont les caractéristiques sont connues et une lentille divergente dont on cherche à déterminer les caractéristiques.
Ensuite, toutes les questions concernant des calculs et des formules me posent problème car je ne suis pas sure des formules à utiliser. (Je m'inquiète surtout pour la deuxième partie du TP).
Merci.
Commençons par le plus simple :
Relation de conjugaison pour une lentille mince de centre O, relation dite de Descartes
Le pied de l'objet est en A
Le pied de l'image est en A'
Le foyer image est en F'
L'axe optique est orienté (dans le sens de propagation de la lumière)
Il faut impérativement employer les mesures algébriques des segments.
Une question pour cela ?
_____________
La méthode de l'objet virtuel : elle est très bien expliquée dans l'énoncé que tu as recopié.
Je vais te chercher un topic qui la traite.
Pour la méthode de l'objet virtuel, un schéma dans ce message : 
Obtention d'un objet virtuel, puis d'une iage réelle.
Des questions ?
Merci.
j'ai tenté de compléter mon TP comme j'ai pu.
Étudier le principe de la manipulation demandée et cherchez par anticipation l'utilisation que vous ferez des distances obtenues. J'ai résumé le protocole et expliqué que cette méthode permettait de déterminer le grandissement des 2 lentilles et ainsi le grandissement des 2 lentilles associées ( le grandissement total), et la distance focale de la lentille inconnue.
- Déterminer le grandissement obtenu (en mesurant l'objet et l'image) par L1.
J'utiliserai la formule
=- Déterminer le grandissement obtenu par L3.
J'utilise la même formule mais sous la forme
=- Faire le schéma de l'ensemble.
J'ai vraiment du mal pour le schéma. Une fois tracé A(1)B(1) et insérée la lentille L3je ne sais plus d'où partent les rayons traversant L3 ni la direction qu'ils prennent.
Déterminer la distance focale de la lentille divergente L3 en explicitant les calculs.
Je ne sais pas quoi faire.
- Déterminer le grandissement total.
Je fais
=1
2
En utilisant la méthode de Bessel, déterminer la distance focale de l'ensemble formé par ces 2 lentilles.
J'utilise f'=(D2-l2)/(4D)
En utilisant le théorème des convergences, en déduire la distance focale de la lentille L3
Je fais C=1/f' et C= C1+C2 donc C= 1/f'1+ 1/f'2
On connait C et f'1 donc 1/(C-1/f'1)= f'2
Voilà ce que j'ai fait. Je suis désolée pour la longueur de ce message. Merci.
1) Méthode directe.
Oui, on reporte à partir des valeurs mesurées (qui seront négatives) et
(qui seront positives) les points dans un repère dont les abscisses sont
et dont les ordonnées sont
Aux erreurs expérimentales de mesure près (inévitables) on constate que ces points peuvent être alignés selon une droite :
. de coefficient directeur 1
. dont l'ordonnée à l'origine (correspondant à un objet à l'infini) vaut ce qui permet de déterminer la distance focale.
On ne trace pas OA' en fonction de OA : ce serait une branche d'hyperbole, beaucoup plus difficile à caractériser qu'un segment de droite.
2) D'accord
3.1) Méthode de l'objet virtuel.
La méthode est décrite pas à pas dans l'énoncé du TP
Je t'ai mis le lien pour un schéma.
Avant l'introduction de la lentille divergente, la lentille convergente donne une image réelle, qu'il est possible de recevoir sur un écran.
Après l'introduction de la lentille divergente, l'image réelle précédente devient objet virtuel pour la lentille divergente qui en donne une nouvelle image réelle, de même sens que la précédente, agrandie et qui nécessite un déplacement de l'écran.
Les positions et les grandissements permettent de calculer la distance focale (négative ! ) de la lentille divergente.
3.2) C'est maintenant que tu peux écrire que la vergence des deux lentilles accolées est égale à la somme de chacune des lentilles.
Connaissant la somme et connaissant la vergence de la lentille convergente, tu en déduis par différence la vergence (négative !) de la lentille divergente.
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